日处理生产废水4000立方印染废水处理站设计 42页

摘要本设计中，污水处理规模为日处理生产废水4000m3/d，进水水质：COD为750mg/L，BOD为200mg/L,SS为150mg/L，色度为400度，pH为8~10，出水水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（DB32/670-2004）中规定的排放的要求，即COD≤100mg/L，BOD≤25mg/L，SS≤70mg/L，色度≤40度，pH为6~9。规定的排放的要求，即COD≤100mg/L，BOD≤20mg/L，SS≤50mg/L，色度≤40度，pH为6~9。印染废水具有色度高，COD、BOD含量高，成分复杂，水质、水量变化剧烈等特点。因为印染废水属于难降解的废水，所以本设计采用水解酸化提高废水的可生化性。经过方案比选，本设计采用水解酸化-接触氧化-混凝工艺，其处理效果明显优于传统工艺，对BOD、COD、SS有很好的处理效果，并具有能耗低、产泥量少的特点，且剩余污泥可直接脱水。沉淀池后设置混凝沉淀池，作为三级处理，可获得较好的出水水质，使废水达标排放。关键词：印染废水;水解酸化;生物接触氧化;混凝沉淀nAbstractInthisdesign,thescaleofsewagetreatmentistodisposewastewater4000m3/d,waterquality:COD750mg/Lto200mg/L,BOD,SS150mg/L,thecoloris400degrees,pH8~10Waterqualitycanmeettheemissionsrequirementsspecifiedinthetextileindustrystandardsforwaterpollutants(DB32/670-2004),thatofCOD≤100mg/LofBOD≤20mg/L,SS≤50mg/L,andchroma≤40degrees,pH6~9.Highcolorprintinganddyeingwastewater,theCOD,highcontentofBOD,complexcomposition,waterqualityandquantityofrapidchangeandsoon.Dyeingwastewaterisbiodegradablewastewater,sothedesignusesahydrolysisacidificationtoimprovethewastewaterbiodegradability.Aftertheprogramthantheelection,thisdesignusesahydrolysisacidification-contactoxidation-coagulationprocess,thetreatmenteffectwasbetterthanthetraditionalprocess,BOD,COD,theSShasagoodtreatmenteffect,andhaslowenergyconsumption,sludgeproductionislessfeatures,andexcesssludgecanbedehydration.Setaftercoagulationandsedimentation,sedimentationtanks,asatertiarytreatment,toobtainbetterwaterquality,wastewaterdischargestandards。Keywords:printinganddyeingwastewater;hydrolysisacidification;biologicaloxidation;coagulationandsedimentationnAbstract21设计任务书51.1毕业设计题目51.2毕业设计目的51.3毕业设计任务51.4原始资料51.4.1进水量51.4.2进出水质61.4.3其他62处理方案的确定和工艺流程62.1确定污水处理方案的原则63污水处理厂工艺设计103.1构筑物的设计与计算103.1.1格栅103.1.2提升泵133.1.3调节池133.1.4水解酸化池153.1.5生物接触氧化池183.1.6竖流式沉淀池203.1.7絮凝反应池253.1.8混凝沉淀池27n3.1.9消毒池293.2.0鼓风机房303.2污泥处理系统设计303.2.1集泥井303.2.2污泥浓缩池313.2.3污泥脱水系统344污水处理厂总体布置354.1平面布置及总平面35污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的布置以及各种管道、道路、绿化等的布置。354.1.1平面布置的一般原则354.1.2平面布置的具体内容364.2各构筑物高程布置374.2.1高程布置原则375工程概算及成本分析385.1设备的选型385.2工程投资概预算385.2.1建设费用385.2.2其他费用395.2.3劳动定员395.2.4处理成本416参考文献41n1设计任务书1.1毕业设计题目4000m3/d印染废水处理站设计1.2毕业设计目的综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能，对污水处理工程进行设计，分析解决实际问题，进行工程师所必需的综合训练，在不同程度上提高研究、查阅文件、撰写论文或设计说明书、计算书及工程设计绘图的能力。1.3毕业设计任务根据给定的原始资料，写不少于2000字的开题报告，内容包括：该类污水处理工艺技术的国内外水平、现状与发展状况；本次设计工艺流程的选择及分析等；1.污水处理构筑物的选型及计算；2.配套设备的选型；3.管道水力计算4.污水处理站的平面布置设计；5.污水处理站的高程布置设计；6.运行费用分析；7.绘图：包括污水处理站的平面布置图、高程图；各单体构筑物（如初沉池、曝气池、二沉池等）的详图；8.翻译英文专业论文一篇。1.4原始资料1.4.1进水量4000m3/dn1.4.2进出水质进出水质要求如下表项目COD（mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)PH色度(倍）进水7502001508-10400出水≤100≤20≤706-950去除率87%90%53%-88%去除率根据公式计算1.4.3其他污水自流入污水处理站，进水污水管道水面标高按-0.50m考虑，处理后的污水通过埋地管道排出。拟建污水处理站用地为一块方形地，地形平坦，大小满足处理工艺要求。该地夏季主导风向为东南风。2处理方案的确定和工艺流程2.1确定污水处理方案的原则确定印染废水处理方案的原则：（1）污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；保证良好的出水水质，效益高。（2）污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计。（3）为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；提高自动化程度，为科学管理创造条件。（4）污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；污水采用季节性消毒。（5）提高管理水平，保证运转中最佳经济效果；充分利用沼气资源，把沼气作为燃料。（6）查阅相关的资料确定其方案。最佳的处理方案要体现以下优点：①保证处理效果，运行稳定；②基建投资省，耗能低，运行费用低；n③占地面积小，泥量少，管理方便。2.2方案的比选根据处理规模、进出水水质要求，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并确定论证选择合理的污水及污泥处理，初步选定“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”、“A/O+生物炭接触”和“吸附+水解酸化+活性污泥”三种方案进行比较。（1）“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺1）优点①水解酸化可提高废水的可生化性，为好氧处理提供条件；②混凝沉淀可以有效的脱色和去除水中的SS；③由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；④由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；⑤剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。2）缺点去除有机物效率不如活性污泥法高，工程造价也较高，如设计或运行不当，填料可能堵塞，此外，布水不易均匀，可能在局部出现死角，同时大量产生的后生动物（如轮虫类）容易造成生物膜瞬时大量脱落，影响水质。具体工艺流程见图2-1。鼓风曝气生物接触氧化调节池废水出水终沉池混凝反应沉淀池水解酸化池格栅重力浓缩池n脱水车间外运图2-1“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺流程图（2）“A/O+生物炭接触”工艺1）优点①沉淀池剩余污泥全部回流至厌氧水解酸化池进行厌氧硝化，系统无剩余污泥排放；②技术可靠，流程简单，宜操作；③有机物去除率高，出水水质好。2）缺点①对进水水温、pH的要求高；②冲击负荷影响运行效果，一般水流速不能过快，进水中有机物含量不能过高，一般适用于COD≤1000mg/L的废水。具体工艺流程见图2-2。鼓风机污泥回流废水脉冲发生器生物炭池沉淀池好氧池厌氧池调节池格栅出水图2-2“A/O+生物炭接触”工艺流程图（3）“吸附+水解酸化+活性污泥”工艺1）优点①n多处采用曝气，调节池采用预曝气，使废水中的还原物质被氧化，吸附反应池中曝气起搅拌作用，增加药剂与污染物质的接触面积，色度和COD的去除率高；②预处理投加混凝剂，使颗粒密度增大，形成较大的絮凝体粒径，使混凝效果更好；③采用二级好氧处理，增加BOD、COD的去除率。2）缺点①工程造价高，吸附剂较贵且再生困难；②多次投加混凝剂，增加处理的费用；③多处曝气，投资大，消耗的能源高。具体工艺流程见图2-3。絮凝剂絮凝剂清水池过滤混凝沉淀二沉池排放活性污泥吸附沉淀池吸附反应池曝气调节池格栅水解酸化池废水污泥外运污泥脱水污泥浓缩图2-3“吸附+水解酸化+活性污泥”工艺流程图2.3设计方案的确定1）方案的确定因为三种方案都能使废水达到排放标准，所以从经济投资和技术成熟度来进行比较。“水解酸化+接触氧化+混凝沉淀”工艺在我国运用最广泛，运行成本低，处理效果好，技术相对成熟。“A/O法+生物碳接触”处理效果好，但是该工艺对水温pH的要求高，且是新型工艺，技术不稳定。“吸附+水解酸化+活性污泥”n处理效果较好，活性污泥对色度和COD的去除率低，虽然吸附剂对色度和COD的去除率较好，但是吸附剂价格高且再生困难。所以，经过对比，本设计选用在国内运用最广泛且技术相对成熟的“水解酸化+接触氧化+混凝沉淀”工艺。（2）深度工艺方案的确定在生物处理工艺确定后，深度处理工艺的选择便成为保证本工程出水水质的关键一步。因此，针对深度处理工艺，有必要根据确定的标准和原则，从整体优化的角度出发，结合设计规模，进水水质特征和出水水质要求以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的深度处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的工艺方案。深度处理工艺方案的确定中，拟遵循以下原则：①技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到设计要求；②基建投资和运行费用低，以尽可能少的投入取得尽可能高的处理效果；运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力；③选定的工艺技术及设备先进可靠；④便于实现工艺工程的自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。由于前面的生物处理采用的水解酸化+接触氧化，使COD、BOD的去除率基本达到出水标准，但是废水中的色度和SS并没有达标，所以沉淀池的出水需进行深度处理，本设计采用混凝沉淀，进行深度处理。（3）污泥的处理污水处理过程中产生的污泥有机物含量较高且不易稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，处理不好会造成二次污染，污泥处理要求：减少有机物，使污泥稳定化；减少污泥体积，降低污泥后续处理费用；减少污泥有害物质，利用污泥中可用物质；尽量减少或避免二次污染。由于本设计工艺会产生部分污泥，为了防止污泥产生二次污染，减少污泥在贮泥池的停留时间及磷的释放机会，要对污泥进行浓缩处理，本设计采用重力浓缩脱水的污泥处理工艺。最终确定的污水处理工艺流程见图2-1。3污水处理厂工艺设计3.1构筑物的设计与计算3.1.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置在水流经过的渠道上，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等。在废水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或水泵机组具有保护作用的处理设备。n1）设计参数设计流量Q=4000m3/d=167m3/h=0.046m/s栅前水深h=0.5m栅前流速vs=0.9m/s过栅流速v=1.0m/s栅条宽度S=0.02m；格栅间隙b=0.01m；格栅倾角α=75o；单位栅渣量W=0.01m3/103m3。2)设计计算A格栅间隙数设栅前水深h=0.5m，过栅流速v=0.9m/s，栅条间隙b=0.01m，格栅倾角=750=11(个)式中n——栅条间隙数；α——格栅的放置倾角，取75°，便于清渣操作；b——栅条间隙，取0.01m；粗格栅b=50-100mm，中格栅b=10-40mm，细格栅b=3-10mm（注：栅条间距一般应符合下列要求：最大间距50-100mm；机械清栅5-25mm；人工清栅5-50mm；筛网0.1-2mm）；h——栅前水深，取0.5m；v——过栅流速，取0.9m/s；最大设计流量时为0.8-1.0m/s，平均设计流量时为0.3m/s。B）格栅宽度采用Ф20圆钢为栅条即S=0.02m则，格栅建筑宽度为=0.02=0.31m式中S——格条宽度，m。C)进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽B1=0.1m，其渐宽部分的展开角=30o（进水渠道内的流速为0.82m/s）n=0.29mD)栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度=0.15mE)通过格栅的水头损失设格栅的截面为圆形截面，去形状系数=2.4，k=3代入数据0.1mF)栅后槽总高度H设栅前渠道超高h2=0.3m则栅前槽总高度=0.5+0.3=0.8m栅后槽总高度=0.5+0.1+0.3=0.9mG)栅槽总长度L根据公式代入数据L=0.29+0.15+0.1+0.5+=2.33m（9）每日栅渣量W1在格栅间隙10mm的情况下,单位栅渣量W=0.01m3/103m3=0.04m3/d≤0.2m3/d所以，宜采用人工清渣n3.1.2提升泵用于提升污水水位，保证以重力自流的形式流入后续处理构筑物中。（1）设计参数设计流量4000m³/d。（2）设计计结果提升泵站的扬程为8m，选定提升泵的型号为100WL65-12-5.5型立式污水污物泵，设备共2台，一用一备。单台泵的设计流量Q=65m³/h，扬程H=8m。泵房设计尺寸8m×7m×4m。3.1.3调节池由于印染废水水质复杂，含有多种污染物，出水水温不稳定，所以需要建调节池，储存一个排水周期的污水，使调节池内水质基本均匀。调节池内设穿孔管空气搅拌，起到搅拌的作用。（1）设计参数流量Q=167m3/d时间T=8.0h空气量q=4设池为矩形，有效水深为4m(2)设计计算调节池有效容积V=QT=167x8=1336调节池尺寸该池为矩形其有效水深采用4.0m调节池面积为nF=V/4=334池宽B取16m则池长L为L=F/B=334/16=20.875m,取22m保护高为=0.5m则池总高H=4+0.5=4.5m调节池的规格尺寸是22mx16mx4.5m③空气管计算空气量m/h=0.186m/s式中4——空气用量，采用空气搅拌的调节池一般为矩形，空气用量为4~6m3/(m3.h)。空气总管管径D1取150mm，管内流速v1为在10~15m/s范围内，满足规范要求。空气支管共设3根，每根支管的空气流量q为支管内的空气流速v2应在5~10m/s范围内，选，则只管管径D2为取D2=120mm，则v2为符合要求穿孔管：每根支管连接6根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量取，管径D3为n取D3为40mm，则v3=(5）孔眼计算孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45°处，并交错排列，孔眼间距b=100mm,孔径一般为4mm,穿孔管一般为4m.孔眼数3.1.4水解酸化池印染废水中含有高分子有机物较难直接被好氧微生物降解，水解酸化池在工程实践中已被证明可以降解高分子污染物质，在提高废水的可生化性上具有很好的效果。在水解酸化阶段，通过缺氧降解，使水中大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，从而提高废水的可生化性，保证后续生化处理效果，并减少最终排放的剩余污泥量。（1）设计参数设计流量Q=4000m3/d=167m3/h；停留时间T=5h；有效高度H有效=5m；池超高h超高=0.5m；（2）设计计算池容积；取850因水解酸化池上升流速应控制在0.8～1.8m/h较合适，本设计中v上升=1.0m/h，有效高度H有效=vt=1.0×5=5m。进水系统采用DN=200mm钢管进水，n反应池截面积A=170；尺寸L×B=14m×14m；池总高H==5m+0.5m=5.5m。本设计中，工程中为了增加水解酸化反应器中活性污泥的浓度，提高反应速率，在池中还加设了供微生物栖息的立体弹性填料，填料高度2.5m，满池布置，填料下部区域为活性污泥层，填料底部距池底1.5m；水解池上升流速核算v=0.98（符合0.8～1.8m/h的要求）；反应池选用跳跃式。出水系统：采用三角堰汇水槽汇水，再用出水管出水，采用90°三角堰出水，每米堰板设5个堰口,详细如下：a．出水堰负荷取堰长L=7m，则出水堰负荷沿池宽方向布置。b．出水堰出水流量c.堰上水头因为则取d.集水槽宽集水槽起端水深为h0=1.73×hk=1.73×0.18=0.31m设出水渠自由跌落高度h1为0.1m,则集水槽总水深为h=h1+h2+h0=0.48m排水管选用DN=200mm的钢管作为排水管e.集水槽水深n集水槽临界水深为④产泥量计算厌氧生物处理污泥产量取r=0.08KgVSS/KgCOD，流量Q=4000m3/d，进水COD浓度C0=750mg/l=0.9Kg/m3，COD去除率E=40%~50%。a．水解酸化池总产泥据VSS/SS=0.75b．污泥产量污泥含水率为97%，当含水率为＞95%时，取=1000Kg/m3，则污泥产量⑤排泥系统设计排泥系统设计见图2-2。图2-2排泥系统布置如上图位置共设置6个排泥口，池子排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选用钢管DN=200mm。，堰长L=7m出水堰负荷为qˊ=8.27L/(s·m)，出水堰出水流量q=0.001654m3n/s；集水槽宽为B=0.31m；集水槽起端水深为h0=0.31m；集水槽总水深为h=0.48m；排水管选用DN=200mm的钢管作为排水管；集水槽临界水深为hk=0.18m。污泥：排泥设备设置6个排泥口，池子排泥一次，各池的污泥由污泥泵抽入污泥浓缩池中。排泥管选用钢管DN=200mm。3.1.5生物接触氧化池生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物处理技术。生物接触氧化与水解酸化组合成A/O工艺，在COD浓度低的情况下，对氨氮有很好的去除率，经实践证明，最高可达到95%。本设计所采用的生物接触氧化池为直流鼓风曝气接触氧化池。生物接触氧化池的容积一般按BOD的容积负荷或接触氧化的时间计算，并且相互核对以确定填料容积。设两座，并同时工作。（1）设计参数设计流量Q=4000/d=167/h；进水BOD5浓度La=200mg/L；出水BOD5Lt=20mg/L；η=（La-Lt）/La得η=89%；取容积负荷M=2.0kgBOD5//d；接触时间t=2h。（2）设计结果1）接触氧化池容积360式中Q——设计流量；La——进水BOD5；Lt——出水BOD5；η——BOD去除率；M——容积负荷；t——接触时间；Do——气水比。n2）接触氧化池面积；取接触氧化填料层总高度H=3，分三层，每层1m，则接触氧化池总面积为：式中H——为填料高度。取接触氧化池格数n=10，则每格接触氧化池面积：取f=16m2每格池的尺寸取L×B=4m×4m每格接触氧化池面积f=16m2，共10格；每格池的尺寸L×B=4m×4m；3）校核接触时间4）氧化池总高度取保护高h1=0.5m，填料上水深h2=0.5m,填料层间隔高h3=0.3m,h4=1.5m,m=3式中h1——保护高，h2——填料上水深，h3——填料层间隔高，h4——配水区高，与曝气设备有关对于多孔曝气设备并不进入检修时取1.5m；m——填料层数（层）。5）污水在池内的实际停留时间5.4h6）总需氧量DnD=则D=80007）每格氧化池需气量（3）曝气系统本系统采用Wm-180型网状模型中微孔气扩散器敷设于池底0.2m处。该空气扩装置的各项参数如下：每个空气扩散器的服务面积为0.5m2动力效率2.7~3.7kg/kwh,，氧的利用率12%-15%1）每个需氧量。每格曝气孔的平面积0.5x0.5=0.25，每个孔气扩散器的面积按0.49计算，则所需要空气扩散器的总数为25/0.49=51个，为了安全计算，本设计采用64个2）每个孔气扩散器的配气量为333.33/64=5.23）管路布置一根管连接10根直管，每跟只管下有16跟分管。没跟支管的输气量为333.33，每根分配管的输气量为333.33/16=20.83，每根分配管上的空气扩散器的个数为64/16=4个。3.1.6竖流式沉淀池沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池．初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。沉淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，幅流式沉淀池和竖流式沉淀池。因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池。n（1）设计参数1）池的直径或池的边长不大于8m，通常为4~7m2）池径与有效水深之比不大于33）中心管管内流速不大于30mm/s4）中心管下端应设于喇叭口和反射板，反射板距离地面不小于0.3m，喇叭口直径及高度为中心管直径的1.35倍，反射板直径微喇叭口直径的1.3倍，反射板表面与水平面的倾角为5)中心管下端至反射板表面之间的缝隙高在0.25~0.50m范围内时，缝隙污水流速，初次沉淀池中不大于30mm/s，二沉池中不大于20mm/s。6）池径小于7m时，溢流沿周边流出，池径大于7m时，应增设辐流式集水支渠7）排泥管下端距池底不大于0.2m，上端超出水面不小于0.4m8）浮渣挡板距集水槽0.25~0.50m，淹没深度0.3~0.4m2设计计算1）中心管面积f设中心管流速=0.03m/s；采用池数n=2则每迟设计最大流量为则每座池中心管面积故，中心管的直径为，取1m2）沉淀部分有效面积A设表面负荷q=2.52则上升流速v==2.52=0.0007m/s有效面积n3）沉淀池直径D4）沉淀池有效水深设沉淀时间为1.5h则有效水深,5）校核池径水深比=6.55/3.78=1.73所以，符合要求6）校核池径水深比=7）中心管喇叭口下端至反射板的垂直距离式中：h3--中心管喇叭口下端至反射板的垂直距离v3--污水有中心管喇叭口与反射板之间缝隙流处的流速d1--喇叭口直径d1=1.35d0=1.35x1=1.35m代入各值，得h3==0.36m8)污泥斗及污泥斗的高度取，截头直径，则9）沉淀池总高度Hn+式中:H--沉淀池总高度，m--池子超高，m，取0.3m--沉淀池有效水深，mh3--中心管喇叭口下端至反射板的垂直距离--污泥斗及污泥斗的高度--冲层高，因泥面很低，取0将各值代入得H=0.3+3.78+0.36+4.24+0=8.68m10）沉淀池出水部分设计污水流量Q=0.046，集水槽内的流量，则q=0.046/2=0.023采用周边集水槽，单侧出水，每池设一个出口，集水槽的宽度为=0.9x(0.023x1.5)=0.23m集水槽的起点水深为h起集水槽的终点水深为h终槽深均布为0.4m采用直角三角形薄壁堰，堰上水头（三角口底部至上游面的高度）取为h=0.03m，每个三角堰的流量：三角堰个数个n⑦三角堰尺寸（4）进出口形式沉淀池的进口布置应做到在进水断面上水流均匀分布，为避免已形成絮体的破碎，本设计采取穿孔墙布置。沉淀池出口布置要求在池宽方向均匀集水，并尽量滗取上层澄清水，减小下层沉淀水的卷起，采用指形槽出水。（5）排泥方式选择多斗重力排泥，其排泥浓度高、排泥均匀无干扰且排泥管不易堵塞。由于从二沉池中排出的污泥含水率达99.6﹪，性质与水相近，故排泥管采用300mm。n3.1.7絮凝反应池（1）设计概述本设计采用机械絮凝池，机械絮凝池是利用电机经减速装置带动搅拌器对水流进行搅拌，使水中的颗粒相互碰撞，完成絮凝的絮凝池。机械絮凝能够适应水量变化，水头损失小，如配上无极变速传动装置，更易使絮凝达到最佳状态。按照搅拌轴的安放位置，机械絮凝池可分为水平轴式和垂直轴式，此次设计选用垂直轴式。①混凝剂的选择本设计采用混凝沉淀处理，通过水中加入混凝剂达到去除各种悬浮物，降低出水的浊度和色度。结合实际情况，对比分析常用混凝剂，选用三氯化铁。其特点是：最优pH值范围宽；不受水温影响，絮凝体生成快，颗粒大，沉降速度快，效果好，脱色效果好；易溶解，易混合；沉渣多，腐蚀性大。同时，考虑到本设计的废水色度较大，选用高效脱色剂对废水进行脱色。②配制与投加配制方式选用机械搅拌。对于混凝剂的投加采用湿投法，湿投法中应用最多的是重力投加。即利用重力作用，将药液压入水中，操作简单，投加安全可靠。投加量按0.3mg/L计算。③混合方式混合方式设计的一般原则：混合的速度要快并在水流造成剧烈紊流的条件下加入药剂，混合时间控制在10～30s，适宜的速度梯度是500～1000s-1。混合池和后续处理构筑物之间的距离越近越好。尽可能与构筑物相连通。适于本设计的混合方式为水泵混合。（2）设计参数本设计采用2格絮凝反应池，混凝时间T取20min；絮凝池的超高取0.5m。（3）设计计算①絮凝池尺寸n絮凝时间T取20min，絮凝池有效容积：式中Q——最大设计水量，m3/h；n——池子座数，2。为配合沉淀池尺寸，絮凝池分为两格，每格尺寸2.5×2.5m。絮凝池水深：H=V/A=27.83/(2×2.5×2.5)=2.23m絮凝池取超高0.3m，总高度为2.53m。絮凝池分格隔墙上过水孔道上下交错布置，每格设一台搅拌设备。为加强搅拌设备，于池子周壁设四块固定挡板。②搅拌设备叶轮直径取池宽的80%，采用2.0m。叶轮桨板中心点线速度采用：v1=0.5m/s,v2=0.35m/s；桨板长度取L=1.4m（桨板长度与叶轮直径之比L/D=1.4/2=0.7）；桨板宽度取b=0.12m，每根轴上桨板数8块，内外侧各4块。装置尺寸详见图2-5。旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为8×0.12×1.4/(2.5×5)=10.7%四块固定挡板宽×高为0.2m×1.2m。其面积与絮凝池过水断面积之比为4×0.2×1.2/(2.5×5)=7.7%。桨板总面积占过水断面积为10.7%+7.7%=18.4%，满足小于25%的要求。垂直搅拌设备见图2-5。图2-5垂直搅拌设备图③叶轮桨板中心点旋转直径D0D0=[（1000-440）/2+440]×2=1440mm=1.44mn叶轮转速分别为：，，桨板宽长比<1，查阻力系数，见表2-2。表2-2阻力系数b/l小于11～22.5～44.5～1010.5～18大于18Ф1.11.151.191.291.42查表知：Ф=1.10k=Фρ/2g=1.10×1000/(2×9.8)=56桨板旋转时克服水的阻力所耗功率：第一格外侧桨板：第一格内侧桨板：第一格搅拌轴功率：同理，可求得第二格搅拌轴功率为0.036kw。④设两台搅拌设备合用一台电动机，则混凝池所耗总功率为：电动机功率（取η1=0.75，η2=0.7）：N=0.140/(0.75×0.7)=0.26kw⑤核算平均速度梯度G及GT值（按水温20℃计，µ=102×10-6kg·s/m3）第一格：G1=（102N01/µW1）1/2=[102×0.104×106/(102×27.5)]1/2=62s-1第二格：G2=（102N02/µW2）1/2=[102×0.036×106/(102×27.5)]1/2=36s-1絮凝池平均速度梯度：G=(102N0/µW)1/2=[102×0.140×106/(102×55)]1/2=50S-1GT=50×20×60=6.0×104经核算，G和GT值均较合适。3.1.8混凝沉淀池（1）设计参数n设计流量Q=167mm3/h；最小流速u一般采用0.2~0.25mm/s，取0.25mm/s=0.9m/h；沉淀时间在1.0~3.0h之间，取t=2.6h；沉淀池格数不少于2，本次采用2个。（1）设计结果沉淀区总有效面积A=Q/u0=167/0.9=185.6；取池数2个，则单池面积F=92.8m2；有效水深h2=QT0/nF==1.9m；沉淀池宽B=4m，沉淀池厂L=92.8/4=23.2m；取23沉淀池长宽比L/B>4，本设计中L/B=23/4=5.8>4，符合要求沉淀池总高H=；H=h1+h2+h3+h4=0.3+1.9+0.6+1.48=4.28m，式中h1——超高，取0.3m，h2——有效水深，h3——缓冲层厚度，取0.6m，h4——贮泥斗高度(见下面污泥斗深度的计算)2）污泥斗尺寸每日污泥沉淀量，式中C1—进水悬浮物浓度150C2—出水悬浮物浓度70γ—污泥的容量(t/m3)约值为1其中P0为污泥含水率，99.2%；每个沉淀池的污泥量Wˊ=W/2=40.08/2=20.04m3，设每座沉淀池有两个污泥斗，则每个污泥斗的污泥量为W"=Wˊ/2=20.04/2=10.02m3，设底宽为0.5mn则污泥斗的斗深h4=1.48m污泥斗顶宽5m.底宽0.5m深度1.48m则污泥斗的斗深h4=1.15m，污泥斗顶宽为5m，底宽为0.5m，斗深1.15m，污泥斗与地面的夹角为45o。（4）排泥设备选择选择链式刮泥机。每座沉淀池有两个污泥斗，则污泥斗的斗深h4=1.15m；污泥斗顶宽为5m，底宽为0.5m，斗深1.15m，污泥斗与地面的夹角为45o。（3）排泥设备选择选择链式刮泥机。3.1.9消毒池（1）设计参数设计流量Q=4000m3/d=167m3/h；消毒池水力停留时间t=1h；消毒池的有效水深h=4m；消毒池池宽B=6m；设计投氯量一般为3.0～5.0mg/L本工艺取最大投氯量ρ=5.0mg/L。（1）设计结果①设消毒池一座，共3格；池体容积V=QT=167m3；n消毒池长L=8m,，每格池宽b=2m；接触消毒池总宽B=6m；消毒池池深H1=4.3m；（0.3m为超高）实际消毒池容积：外部尺寸为：B×L×H=6m×8m×4.3m。②加氯量最大投氯量=5.0mg/L，每日加氯量为=Q=400020kg/d=0.83kg/h安排人工定期加氯。3.2.0鼓风机房本处理站需提供压缩空气的处理构筑物为生物接触氧化池，根据以上的计算，可以确定鼓风机的型号。鼓风机选择R系列标准型罗茨鼓风机，型号为SSR-150。选用两台鼓风机，一用一备。3.2污泥处理系统设计在污水处理过程中，分离和产生出大量的污泥，其中含有大量的有毒有害物质有机物易分解，对环境有潜在的污染能力，同时污泥含水率高，体积庞大，处理和运送很困难，因此污泥必须经过及时处理与处置，以便达到污泥减量、稳定、无害化及综合利用。3.2.1集泥井（1）设计污泥量进水COD浓度为mg/L，最后出水COD浓度为50mg/L，整体去除效率87%按每去除1kgCOD产生0.3kg污泥，整套工艺产生的污泥质量为783kg/dn因为从沉淀池排出的污泥的含水率为99.4%,则每天产生的湿污泥量则污水处理系统每日总排泥量为V=130.5m3/d。（2）设计计算设池子的有效深度为4m；则池的平面面积为A=130.5/4=32.625m2设计集泥井的平面面积为(6×6)m2。3.2.2污泥浓缩池为方便污泥的后续处理机械脱水，减小机械脱水中污泥的混凝剂用量以及机械脱水设备的容量，需对污泥进行浓缩处理，以降低污泥的含水率。本设计采用间歇式重力浓缩池，运行时，应先排除浓缩池中的上清液，腾出池容，再投入待浓缩的污泥，为此应在浓缩池深度方向的不同高度上设上清液排除管。（1）设计参数污水处理系统每日总排泥量为V=130.5m3/d；平均污泥含水率为98%，浓缩后固体负荷（固体通量）M一般为10～35kg/m3d，取M=15kg/m3d=0.625kg/m3h；浓缩时间取T=24h；设计污泥量Q=130.5m3/d=5.4m3/h；浓缩后污泥含水率为96%。（2）设计计算①浓缩池有效体积式中T——浓缩时间，取24h。则：②浓缩池表面积式中C——污泥固体浓度，g/L；nM——浓缩池污泥固体负荷量，Kg/m2d，取。入流固体浓度（C）的计算如下浓缩池直径取D=7m③浓缩池污泥斗部分体积式中r1——浓缩池污泥斗部分上底的半径为1.2m；r2——浓缩池污泥斗部分下底的半径为0.4m；h5——浓缩池污泥斗的高度，m；a——取600。④浓缩池锥体部分体积式中r——浓缩池半径为，；r1——浓缩池污泥斗部上底半径，1.2m；h4——浓缩池锥体部分的高度，m；i——池底坡度，0.05。n⑤浓缩池柱体部分体积为⑥浓缩池柱体部分高度⑦浓缩池池体总高度式中h1——浓缩池超高，0.3m；h3——浓缩池缓冲层高度，取为0.3m。，取H=6m⑧浓缩池浓缩后产生的污泥量式中P1——进入浓缩池的污泥含水率为98%；P2——出浓缩池的污泥含水率为96%。则分离污泥体积为⑨浓缩池排水量（5）排泥泵选择芬兰沙林SS型低扬程污泥回流泵，选用型号为SS0210，功率2.0kW，转速570r/min，一用一备。（6）排泥泵房的设计排泥泵房的平面尺寸L×B×H＝4m×4m×3mn3.2.3污泥脱水系统（1）设计说明污泥经浓缩后，尚有96%的含水率，体积仍很大，为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。拟采用带式压滤机使污泥脱水，它有如下脱水特点：①滤带能够回转，脱水效率高；②噪声小，能源节省；③附属设备少，维修方便，但必须正确使用有机高分子混凝剂，形成大而强度高的絮凝。带式过滤脱水工艺流程见图3-1。（2）设计参数设计泥量Q=64.8m3/d；进泥含水率96%；出泥含水率75%。（1）设计计算需处理的污泥量为Q=64..8m3/d；污泥浓缩池的容积应大于64.8m3贮泥池容积为Ф5m×H4.0m贮泥池有效容积为；满足污泥贮存要求。贮泥池除进出泥管外，需设计泥位计。（3）脱水机房设计n根据所需处理的污泥量，带式压滤机选用DYQ-2000型脱水机一台。该脱水机的处理能力为6~12m3/h。脱水机技术指标：泥饼含水率70%~80%；主机功率1.5kw；滤带有效宽度2000mm；滤带速度0.6~6m/min；外形尺寸12m×6m×4m；主机重量6600kg。4污水处理厂总体布置4.1平面布置及总平面污水处理厂的平面布置包括：处理构筑物的布置；办公、化验及其它辅助建筑物的布置以及各种管道、道路、绿化等的布置。4.1.1平面布置的一般原则（1）处理构筑物的布置应紧凑，节约土地并便于管理；（2）处理构筑物的布置应尽可能按流程顺序布置，以避免管线迂回，同时应充分利用地形以减少土方量；（3）经常有人工作的地方如办公、化验等用房应布置在夏季主导风的上风向，在北方地区也应考虑朝阳，设绿化带与工作区隔开；（4）构筑物之间的距离应考虑敷设管渠的位置，运转管理的需要和施工的要求，一般采用5～10m；（5）污泥处理构筑物应尽可能布置成单独的组合，以备安全，并方便管理；（6）变电所的位置应设在耗电量大的构筑物附近，高压线应避免在厂内架空敷设；（7）污水厂应设置超越管以便在发生事故时，使污水能超越一部分或全部构筑物，进入下一级构筑物或事故溢流管；（8）污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流；（9）在布置总图时，应考虑安排充分的绿化地带，为污水处理厂的工作人员提供一个优美舒适的环境；（10）总图布置应考虑远近期结合，有条件时可按远景规划水量布置，将处理构筑物分为若干系列分期建设。n4.1.2平面布置的具体内容（1）处理构筑物的平面的布置工艺流程：根据设计任务书提供的厂区面积和地形，直线型布置，根据污水厂进水管和常年风向，确定污水从厂区东侧进水经过一系列构筑物处理最终从北侧出水排入接纳管。（2）附属构筑物的平面的布置①生活区：将办公楼、食堂、浴室、宿舍等建筑物组合在一个区内。综合楼布置在水厂门附近，便于外来人员联系。②维修区：将机修间、电修间合建，配电间，靠近生产区，以便设备的检修，为不使维修区与生产区混为一体，用道路将两区隔开。③污泥处理系统在下风向，生活区在上风向；各功能区清晰，且有明显的界限。（3）管道、管路及绿化带的布置。1）场区道路布置①主厂道布置:由厂外道路与厂内办公楼连接的道路采用主厂道，道宽10.0m，两侧绿化。②车行道布置：主要构筑物间，道宽5.0m，呈环状布置，以便车辆回程。2）管道的布置①污水管：采用DN250铸铁管，i=0.00841。②污泥管：采用DN200铸铁管，i=0.00446。③给水管：沿主干道设置供水干管DN150，镀锌钢管。引入污泥脱水机房供水支管DN100，镀锌钢管。引入办公综合楼泵房及各地均为DN100，镀锌钢管。④雨水管：依靠路边坡排向厂区主干道设雨水管DN=100。⑤超越管：考虑运行故障或进水严重超过设计水量、水质时废水的出路，在水解酸化之前设置超越管，规格DN150铸铁管，i=0.00871。3）场区绿化布置①绿地：在厂门附近，办公楼、宿舍食堂、泵房的门前空地预留扩建场地，修建草坪。②花坛：在正对厂门内和综合楼前面布置花坛。③绿带：利用生活区与维修n4.2各构筑物高程布置4.2.1高程布置原则污水处理构筑物高程布置的主要任务是：确定各构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管(渠)的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅的流动，保证屠宰废水的正常运行。高程布置的一般原则：（1）为了保证污水在各构筑物之间能够顺利自流，必须精确计算构筑物之间的水头损失，包括沿程水损和局部水损。（2）水力计算时，应选择距离最长，损失最大的流程，并按最大流量计算。（3）污水厂的出水管渠高程，须不受水体洪水顶托，并能自行流出。（4）污水厂的高程应考虑土方平衡，并且有利排水。（1）污水处理构筑物高程污水处理各构筑物高程计算结果见表4-1。表4-1污水处理构筑物高程构筑物名称水面标高(m)超高(m)池底标高(m)池顶标高(m)中格栅栅前37.5000.30037.20037.800栅后37.10037.000调节池45.5790.50041.57946.079水解酸化池44.9890.50039.98945.489生物接触氧化池44.2290.50038.62944.729配水井43.1140.30039.41443.414竖流沉淀池42.7260.30035.70643.026絮凝池41.5760.30038.77641.876平流沉淀池41.1500.30036.90041.450（2）污泥处理构筑物高程污泥处理构筑物高程计算结果见表4-2。n表4-2污泥处理构筑物高程序号管渠及构筑物名称上游泥面标高(m)下游泥面标高(m)构筑物泥面标高(m)地面标高(m)1贮泥池40.53439.03440.53440.0002浓缩池40.77440.57440.77440.0003集泥井41.00840.80841.00840.0005工程概算及成本分析5.1设备的选型本设计所用设备选型情况见表5-1所示。表5-1设备的选型序号名称规格单位数量备注1鼓风机SSR-150台21用1备2污水泵200QW400-10-30台21用1备3污泥泵KWPK200-500台21用1备4带式压榨过滤机DY--2000台15空压机Z—0.3/7台16污泥进料泵GFN65×2A台21用1备7滤带清洗水泵2DA-8×2台21用1备8空气管钢管DN350m9空气管钢管DN150m10空气管钢管DN120m11空气管钢管DN40m5.2工程投资概预算5.2.1建设费用构筑物按容积计算，不同的埋深程度分400-800元/m3n计算，建筑物按面积计算，600元/m2。建筑物土建费用见表5-2，设备费用见表5-3。表5-2建筑物土建费用建筑物面积（m2）数量单价（元/m2）合计（万元）备注鼓风机房5416003.24自建配电室2016001.2自建污泥脱水间7216004.32自建办公楼432160025.92自建宿舍861.75160051.7050自建食堂180160010.8自建总计97.185表5-3设备费用设备型号数量单价万元合计万元鼓风机SSR-15023.997.98潜水排污泵200QW400-10-3020.681.36污泥泵KWPK200-50020.460.92污泥进料泵GFN65×2A20.380.76滤带清洗水泵2DA-8×220.450.90空压机Z—0.3/712.902.90带式压榨滤机DY--200014.64.6搅拌器30.61.8泥位计CUC10110.50.5水位计40.52溶药罐BJ47010.30.3合计24.025.2.2其他费用（1）设备安装费用按材料与设备费的10%取费：24.02×10%=2.402万元。（2）工程设计费用约为3.5万元，工程调剂费，不可预见费和税金各取5万元。合计2.97+3.5+5=9.47万元。综上所述本次工程总投资概算为：97.185+24.02+2.402+9.47=133.077万元。5.2.3劳动定员设计本污水处理站配备劳动人员26人，其中管理人员4人，工人18人，门卫4人。生产人员按三班工作。5.3.2运行费用n本设计中所用设备工作时间见表5-5所示。表5-5设备用电一览表设备功率千瓦工作数量工作时间（时）搅拌器2.2324鼓风机22124潜污泵3011污泥泵3011带式压滤机1.512.5溶药搅拌机0.412污泥进料泵7.511滤带清洗泵2.211（1）动力费式中Ea——每年的动力费；N——电动机功率，kw；T——设备日工作时间，h；M——电费单价，0.8元/kw·h；K——污水量总变化系数，1.8。（万元）（万元）（万元）（万元）该动力平均效率80%，则每年动力费为（万元）（2）药剂费：600元/吨（万元）（3）工资福利费管理人员4000元，工人2200元，门卫1200元，则（万元）（4）折旧费：总投资的10%n（万元）（5）检修费：折旧费的10%（万元）（6）其他费用：取前五项的1%（万元）（7）综合得年运行费用：（万元）5.2.4处理成本（万元）6参考文献（1）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）中国计划出版社；（2）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中国计划出版社；（3）《建筑制图标准汇编》，中国建筑工业出版社，1996；（4）给水排水工程标准图集。（5）孙慧修主编，排水工程（上册），［M］，第四版，中国建筑工业出版社，2000；（6）张自杰主编，排水工程（下册），［M］，第四版，中国建筑工业出版社，2000；（7）李圭白主编，水质工程学，［M］，中国建筑工业出版社，2005；n（8）给水排水设计手册（第1、5、6、10、11等分册），［M］，第二版，中国建筑工业出版社，2000。